[发明专利]一种延伸射频识别标签通讯距离的放电控制电路和方法

说明书

本发明属于射频识别技术领域，具体是指一种用于延伸无源被动式射频识别标签通讯距离的放电控制电路，以及利用所述放电控制电路来延伸射频识别标签通讯距离的方法。本发明仅仅是对需要复位操作的数字逻辑的电源部分进行掉电操作，使得系统状态机的掉电状态切换的要求得到满足，下一次上电复位的时候，数字电源节点经历一个由低到高的转变过程，于是复位信号可以被正常触发，同时，本方案保持了经过整流之后存储在储能电容上的大部分电荷，以延长射频识别标签的通讯距离，从而获得很好的使用体验。另一方面，本电路结构可以在延伸通讯距离的性能下，确保系统能够在反复上电、再反复掉电的测试中复位，使射频识别标签系统进入正确的工作状态。

技术领域

本发明属于射频识别技术领域，具体是指一种用于延伸无源被动式射频识别标签通讯距离的放电控制电路，以及利用所述放电控制电路来延伸射频识别标签通讯距离的方法。

背景技术

射频识别（RFID）标签是物联网应用系统架构中最为基础的一个核心技术构件，在物流管理、资产安全和追踪管理、出入权限管理、食品安全溯源等领域起到了追踪、溯源和大数据收集等方面的作用。射频识别标签主要的通讯方式分为主动应答和被动应答两种方式。主动应答方式，也称TTF（Tag Talks First）方式，是射频识别标签启动之后进入循环反复发送自身的ID以及数据信号的方式；被动应答方式，也称RTF方式（Reader TalksFirst），是射频识别标签在得到读写器设备的可执行指令之后做出相应的操作，并将读写器设备所需要的反馈数据发送回读写器设备的一次性操作方式。因为主动应答方式的循环反复的特性，其简单发送应答数据的通讯成功率比被动应答方式的一次性反馈结果数据操作的成功率高；而另一方面，被动应答方式具有执行高级复杂操作的优点，比如对某个内存地址进行单独寻址并进行写入操作等。上述两种通讯方式构成了物联网世界中种类繁多的射频识别标签技术的灵活应用。

射频识别标签与读写器设备之间的通讯，可以通过磁场耦合的方式。比如以ISO11784/11785国际标准为规范的低频射频识别技术，和以ISO14443-A，ISO14443-B为技术标准的高频射频识别技术，和以高频射频识别技术为基础衍生而来的近场通讯（NFC）技术，都属于磁场耦合通讯的范畴。以磁场耦合为通讯方式，射频识别标签与读写器设备分别各自有一个由电感和电容器件构成的谐振电路，当这两个谐振电路的谐振频率设计成一致时，两者之间的耦合效率达到最大，能量传输的效率也最大。根据法拉第电磁场原理的磁力线定性描述和麦克斯韦尔方程组的定量计算，变化的磁场能够产生电场，反之，变化的电场也能够产生磁场。变化的交流磁场经过谐振电路耦合产生了交流电场，和流过谐振电路电感和电容器件的交流电流；该交流电流被射频识别标签芯片上的整流器电路所整流而转换成直流电流，同时，该交流电流所包含的幅度调制信息、频率调制、或者相位调制信息被芯片上的解调电路所解调而变成数字信息代码，即由若干个“0”和“1”构成的码流。

当上述交流磁场转变成直流电的能量转换过程是射频识别标签芯片唯一的能量来源时，该射频识别标签即称为无源射频识别标签（Passive RFID），也称为无电池射频识别标签（Battery-less RFID），顾名思义，就是不用电池的射频识别标签。无源射频识别标签对射频识别标签芯片的电路设计提出了较高的技术要求，需要以超低的功耗和低电源电压的方式完成应答和高级读写指令操作。通常，有源（带电池供电）的射频识别标签的通讯距离比无源的长，但是，无源射频识别标签可以做到极低的物料成本，并且省去了更换电池的维护费用，所以，无源射频识别标签在物联网的基础应用中获得了更加广泛的应用， 同时，无源射频识别标签的通讯距离一直是工业界不同标签生产厂家、不同芯片制造商之间所关注的竞争要点。